JP5956801B2 - 建物 - Google Patents

Description

本発明は建物に関し、より詳細には、津波が発生したときにその被害を軽減するための対処構造を備える建物、特に津波の際に利用される緊急避難施設である津波避難ビルとしての使用に適する建物に関する。

従来、緊急避難施設として、津波が襲来する方向に向けて凸に湾曲する円形、楕円形等の曲面形状に設定された外壁を備える建物が提案されている（後記特許文献１参照）。この建物にあっては、その外壁の曲面形状が、建物の躯体骨組に及ぼされる津波荷重の大きさの低減、及びこれに伴う建物の津波による崩壊、倒壊等の可能性の低減に寄与する。

特開２００６−１３２２８０号公報

本発明の目的は、従来とは異なる側面から、建物の躯体骨組に及ぼされる津波荷重の大きさを低減することを可能とすることにある。

本発明に係る建物は、外壁と、該外壁に設けられた、出入口用開口及び窓用開口とは別個の開口と、前記外壁に取り付けられ前記開口を解除可能に閉塞する閉塞部材とを備える。

本発明によれば、建物の使用上、その外壁の開口は通常閉じられた状態におかれ、また、非常時である津波の発生があるときに前記開口は開放された状態におかれる。前記開口の開放は閉塞部材を動かして前記開口の閉塞を解除することにより行うことができる。本発明に係る建物にあっては、これに向けて津波が押し寄せるとき、前記外壁に当たる津波の一部が前記開口を通して前記建物の内部すなわち屋内に流入する。これにより、前記外壁は、前記津波の屋内への流入がなければ受けたであろう前記津波荷重の負荷を免れ、また、前記建物の躯体骨組は前記外壁を介しての前記津波荷重の負荷を免れる。その結果、津波による前記建物の崩壊や倒壊の発生が抑制される。したがって、また、この建物の構築に当たってはより小さい設計用津波荷重の適用が可能となり、これにより、構築される建物の構造断面寸法をより小さいものとすることができる。

前記建物は、さらに、前記外壁と同様の内壁を備えるものとすることができる。すなわち、前記外壁の開口を通して前記建物内に流入した津波の通過を許す開口と、前記内壁に取り付けられ該内壁の開口を解除可能に閉塞する閉塞部材とを有する内壁を備えるものとすることができる。

これによれば、前記外壁の開口を通して建物の内部に流入した津波をさらに前記内壁の開口を通過させることができ、これにより、津波を前記内壁でせき止める場合に生じる、前記建物が負担すべき対抗力の大きさをさらに低減することができる。

前記外壁の閉塞部材は該閉塞部材が受ける津波荷重を力の源として、あるいは、前記建物に設置された動力源を力の源として動かされ、これにより前記開口の閉塞を解除することができる。

前記内壁の閉塞部材についても、前記外壁における閉塞部材と同様に、前記内壁における閉塞部材が受ける津波荷重、あるいは、前記建物に設置された動力源を力の源として動かされ、これにより前記開口の閉塞を解除するものとすることができる。

前記外壁の開口のための閉塞部材の数例を以下に記す。例えば、前記閉塞部材は前記外壁の開口に嵌合する板状の本体と、該本体の上縁及び下縁にそれぞれ連なりかつ屋外側及び屋内側において前記外壁にそれぞれ相対する板状の上部及び下部とを含む。前記上部及び前記下部はそれぞれボルトナット組立体により前記外壁に固定され、また、前記本体より小さい厚さ寸法を有する。前記本体は、該本体が予め定められた所定の大きさの津波荷重を受けて前記本体と前記上部及び前記下部との境界が破断し又は前記ボルトナット組立体が破断したとき、前記開口から屋内に脱落する。

また、他の例の前記閉塞部材は、前記外壁の開口の高さ寸法より小さい高さ寸法を有する板体であって前記開口に該開口の上縁と前記板体の上縁との間に隙間が存するように前記開口に嵌め込まれた板体と、前記外壁に取り付けられ前記板体をその下部及びその上部において前記開口内に保持し、また、前記板体が前記開口内を上昇したときに該板体の下部における保持を解除する保持手段とを含む。前記板体は、該板体が津波による予め定められた所定の大きさの浮力を受けて前記開口内を上昇したとき、前記保持手段による保持作用を脱して前記開口から屋内に脱落する。

さらに、他の例の閉塞部材は、前記開口に嵌合された板体と、前記外壁に取り付けられ前記板体をその下部及びその上部において前記開口内に保持可能である保持手段とを含む。前記板体は、該板体が予め定められた所定の大きさの津波荷重を受けて屋内側に撓むとき、前記保持手段による保持作用を脱して前記開口から屋内に脱落する。

さらに、他の例の閉塞部材は、前記外壁の開口に配置されたルーバーであって前記開口を開閉動作可能である複数の羽板を有するルーバーからなり、該ルーバーが予め定められた大きさの津波荷重を受けたとき、前記羽板が前記開口を閉鎖する状態から開放する状態に動作する。

本発明に係る建物の外壁の構造の一例を示す概略的な縦断面図である。 本発明に係る建物の外壁の構造の他の一例を示す概略的な縦断面図である。 本発明に係る建物の外壁の構造のさらに他の一例を示す概略的な縦断面図である。 （ａ）は建物の外壁の構造の一例を示す概略的な縦断面図である。（ｂ）は（ａ）に示す外壁の開口の閉塞が解除された状態を示す。

図１を参照すると、本発明に係る建物１０が部分的に示されている。

建物１０は、津波の発生に伴って建物１０が受ける被害の軽減を目的として設けられた開口１４と該開口を解除可能に閉塞する閉塞部材１６とを有する外壁１２を備える、好ましくは鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造の高層ビルからなる。図上、符号１８，２０及び２２は、それぞれ、建物１０の一階部分（第１階層部分）における床スラブ、二階部分（第２階層部分）における床スラブ及び建物１０が立地する地盤を示す。

外壁１２の開口１４及び閉塞部材１６は、前記したように、津波ｔの発生に伴って建物１０が受ける被害を軽減することを目的として設けられている。この目的のため、開口１４は、外壁１２に設けられる出入口用の開口（図示せず）や窓用の開口（図示せず）とは別個に設けられている。

外壁１２の開口１４は、通常は閉塞部材１６により閉塞状態におかれ、津波ｔの発生があったとき、閉塞部材１６の解除動作により開放状態におかれる。開放状態におかれた開口１４は、建物１０に向かって押し寄せ外壁１２に突き当たる津波ｔの一部の屋内への流入を許す働きをなす。この働きにより、津波ｔが突き当たる外壁１２の表面積の大きさが実質的に低減される。その結果、外壁１２したがってこれを支える建物１０の骨組が負担すべき津波荷重に対する抵抗力を低減することができ、これにより、建物１０の骨組の損傷及びこれに伴う建物１０の傾斜、倒壊等の発生を防止することができる。

外壁１２の開口１４の形状、数量、形成場所等については、開口１４の前記形成目的に沿って任意に選択される。図示の例では、開口１４は矩形状を呈し、また、建物１０の一階部分に設けられている。

開口１４は、津波ｔの発生がない限り、閉塞部材１６により閉塞された状態に置かれ、この間、開口１４が設けられた部屋は、居住空間として、あるいは他の任意の目的のための空間として使用することができる。また、前記部屋は、前記したように、津波ｔの発生があったときの津波ｔの流入空間とされるため、その居住者や建物１０に避難してきた者は、開口１４の閉塞状態が解除されるまでの間に、屋内外に設けられた階段（図示せず）を使って、開口１４が設けられていない上層階の部屋へと移動することができる。

建物１０は、また、好ましくは、外壁１２に設けられた開口１４と同様の開口（図示せず）であって、閉塞部材１６と同様の閉塞部材（図示せず）により解除可能に閉塞された開口が設けられた、建物１０の屋内空間を仕切る任意の内壁（図示せず）を備える。より好ましくは、前記内壁は外壁１２と平行であり、したがって前記内壁の開口は外壁１２の開口１４に相対する。前記内壁の開口は、外壁１２の開口１４を経て屋内に流入した津波ｔの一部の通過を許す。これは、外壁１２の開口１４と同様、前記内壁が受ける津波荷重の低減と、これ伴う建物１０の骨組の損傷、傾斜、倒壊等の回避に寄与する。

図１〜図４を参照すると、外壁１２の開口１４を解除可能に閉塞する閉塞部材１６についての複数の例が示されている。

図１に示す閉塞部材１６は、開口１４に嵌合する板状の本体２４と、本体２４の上縁及び下縁にそれぞれ連なりかつ屋外側及び屋内側において外壁１２にそれぞれ相対する板状の上部２６及び下部２８とを含み、上部２６及び下部２８はそれぞれ本体２４よりも小さい厚さ寸法を有する。

板状の下部２８は、より詳細には、全体に鈎形の縦断面形状を有し、その一片部分が本体２４から建物１０の外側から内側に向けて伸び、また、その他片部分が外壁１２に対して屋内から屋外に向けて相対している。ここにおいて、板状の上部２６は該上部と外壁１４とを貫通する複数のボルト及びナット組立体３０により外壁１４に固定されている。また、板状の下部２８は該下部の他片部分と外壁１４とを貫通する複数のボルト及びナット組立体３２により外壁１４に固定されている。開口１４の前記上縁と本体２４との間に生じる隙間、並びに、開口１４の前記下縁と本体２４との間に生じる隙間には、プラスチック製、ゴム製等の充填材を注入することが望ましい。

この例の閉塞部材１６は、その本体２４が予め定められた所定の大きさの津波荷重（津波ｔの加速度、圧力等）を受けたときにその本体２４とその上部２６との境界又は本体２４とその下部２８との境界で破断し、あるいは、上部２６におけるボルト組立体３０又は下部２８におけるボルト及びナット組立体３２が破断するように、その寸法が設定され、その材料が選定され、また、閉塞部材１６、ボルト及びナット組立体３０，３２の強度が設定されている。閉塞部材１６の形成材料は、図１〜図３に示す各例において、例えば、コンクリート、モルタル、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）、鋼、樹脂等の中から任意に選択することができる。

この閉塞部材１６の例によれば、閉塞部材１６が前記津波荷重を受け、このために本体２４と上部２６との間の境界及び本体２４と下部２８との間の境界で前記破断が生じると、前記津波荷重の作用を受け続けている本体２４が開口１４から屋内に脱落する。その結果、閉塞部材１６による開口１４の閉塞が解除され、開口１４が開放状態におかれ、津波ｔの一部が開口１４を通して屋内に流入する。

次に、図２を参照すると、この閉塞部材１６は、開口１４の高さ寸法より小さい高さ寸法を有し、また、外壁１２の厚さ寸法よりわずかに小さい厚さ寸法を有する板体３３であって開口１４に該開口の上縁と板体３３の上縁との間に隙間ｓが存するように開口１４に嵌め込まれた板体３３と、外壁１２に取り付けられ開口１４の上縁及びその下縁においてそれぞれ板体３３を開口１４内に保持する保持手段とを含む。

より詳細には、板体３３は、開口１４の横方向長さ（水平方向長さ）とほぼ同じ大きさの横方向長さを有しかつ開口１４の縦方向長さ（鉛直方向長さ）より小さい鉛直方向長さを有する。また、前記保持手段は、外壁１２の屋外面及び屋内面に固定された上下２対の保持プレート３４，３６からなり、一対の下方の保持プレート３４は外壁１２の開口１４の下縁の下方からその上方に向けて伸び、また、一対の上方の保持プレート３６は外壁１２の開口１４の上縁の上方からその下方に向けて伸びている。

下方の両保持プレート３４及び上方の両保持プレート３６は、それぞれ、板体３３の上部及び下部を挟み、板体３３を開口１４内に保持する。より詳細には、下方の両保持プレート３４は、開口１４の前記下縁から両保持プレート３４の上端までの寸法（立ち上がり寸法）が隙間ｓの上下方向長さよりも小さい大きさに設定されている。また、上方の両保持プレート３６は、開口１４の前記上縁から両保持プレート３６の下端までの寸法（垂れ下がり寸法）が隙間ｓの上下方向長さよりも大きい大きさに設定されている。これによれば、板体３３は開口１４内を上下方向へ移動可能とされ、また、板体３３が前記垂れ下がり寸法を超えて開口１４内を上昇したとき、板体３３の下部に対する両保持プレート３４の保持作用が解除される。したがって、板体３３を屋内側に傾けることにより、開口１４内からその外部（屋内）へ移動させることができる。

これによれば、板体３３に及ぼされる津波ｔの浮力を利用して、開口１４内にあってこれを閉塞する状態にある板体３３を上昇させ（矢印３８参照）、かつ板体３３に及ぼされる前記津波荷重を利用して、板体３３を開口１４から屋内空間に脱落させることができる。その結果、開口１４が全開状態におかれる。板体３３に対する前記浮力の増大を図るために、例えば、建物１０の外部において板体３３に１又は複数の浮子４０を取り付け、あるいは板体３３の内部に１又は複数の浮子（図示せず）を配置することができる。浮子４０には、また、津波を検知し、検知信号を発するセンサを取り付けることができる。

次いで、図３を参照すると、この例に係る閉塞部材１６は、開口１４に嵌合する板体３７からなる。この板体３７は、図２に示すにおけると同様の二対の保持プレート３４，３６からなる保持手段により、その下端部及びその上端部において、開口１４内に保持されている。

この例にあっては、板体３７は、予め定められた所定の大きさの津波荷重を受けたときに屋内側に撓み、撓みの増大に伴ってプレート３４，３６の保持作用を脱する。これにより、板体３７が開口１４から屋内側に脱落する。板体３７の脱落によって閉塞が解除された開口１４を通して津波ｔの一部が屋内に流入する。

最後に、図４を参照すると、開口１４内に配置されたルーバーからなる閉塞部材１６が示されている。前記ルーバーは、開口１４を開閉動作可能である複数の羽板４４を有し、該ルーバーが予め定められた大きさの津波荷重を受けたとき、羽板４４が開口１４を閉鎖する状態から開放する状態に動作する。

図示のルーバーは開口１４内に水平方向へ互いに間隔をおいて配置されかつ外壁１２に支持部材（図示せず）を介して上下動可能に支持された鉛直方向に伸びる複数のロッド４２を備える。複数の羽板４４は、開口１４内にその上下方向に関して多段に配置されかつロッド４２により開口１４内を水平方向（開口１４の前記横方向）に伸びる軸線の周りに揺動可能であるように支持され、水平方向（開口１４の前記横方向）に伸びている。開口１４は、上下方向に隣接する羽板４４が互いに部分的に重なり合うときに閉塞状態におかれ（図４（ａ）に示す状態）、また、各羽板４４を前記軸線の周りに揺動させて隣接する羽板４４相互の部分的重なり合いを解除することにより、開口１４の閉塞が解除され、開放状態（図４（ｂ）に示す状態）におかれる。図示の例では、このとき、ロッド４２が矢印４６の方向へ移動し、外壁１２に突き当たる。ロッド４２の外壁１２への突き当たりにより、羽板４４のさらなる揺動が制限される。

各羽板４４の揺動は、閉鎖状態にある前記ルーバーに対する前記津波荷重を動力源として生じさせることができる。羽板４４の揺動は、その動力源を前記津波荷重とすることに代えて、例えば、遠隔操作により、手動で、機械的に又は建物１０に設置されたモータのような任意の動力手段（図示せず）を作動させて、生じさせることができる。前記動力手段の作動は、例えば、建物１０に設けられた管理人室から前記動力手段に制御信号を送ることにより行うことができる。また、津波の発生を検知し、その信号を発信する津波検知用ブイ（図示せず）を外壁１２に取り付けておくことができる。これによれば、前記津波検知用ブイからの検知信号を受信することにより、手動で又は自動的に羽板４４を揺動させることができる。なお、前記津波荷重を動力源としない閉塞部材１６は、前記ルーバー以外の他の手段により構成することができる。

１０ 建物
１２ 外壁
１４ 開口
１６ 閉塞部材
２４，２６，２８ 閉塞部材を構成する板状の本体、上部及び下部
３０，３２ ボルトナット組立体
３３，３７ 板体
３４，３６ 板体の保持プレート（保持手段）
４４ 羽板

Claims (4)

1. 外壁と、
   前記外壁に設けられた、出入口用開口及び窓用開口とは別個の開口と、
   前記外壁に取り付けられ前記開口を解除可能に閉塞する閉塞部材とを含み、
   前記閉塞部材は、前記外壁の開口に嵌合する板状の本体と、該本体の上縁及び下縁にそれぞれ連なりかつ屋外側及び屋内側において前記外壁にそれぞれ相対する板状の上部及び下部とを含み、
   前記上部及び前記下部はそれぞれボルトナット組立体により前記外壁に固定され、また、前記本体より小さい厚さ寸法を有し、
   前記本体は、該本体が予め定められた所定の大きさの津波荷重を受けて前記本体と前記上部及び前記下部との境界が破断し又は前記ボルトナット組立体が破断したとき、前記開口から屋内に脱落する、建物。
2. 外壁と、
   前記外壁に設けられた、出入口用開口及び窓用開口とは別個の開口と、
   前記外壁に取り付けられ前記開口を解除可能に閉塞する閉塞部材とを含み、
   前記閉塞部材は、前記外壁の開口の高さ寸法より小さい高さ寸法を有する板体であって前記開口に該開口の上縁と前記板体の上部との間に隙間が存するように前記開口に嵌め込まれた板体と、前記外壁に取り付けられ前記板体をその下部及びその上部において前記開口内に保持し、また、前記板体が前記開口内を上昇したときに該板体の下部における保持を解除する保持手段とを含み、
   前記板体は、該板体が津波による予め定められた所定の大きさの浮力を受けて前記開口内を上昇したとき、前記保持手段による保持作用を脱して前記開口から屋内に脱落する、建物。
3. 外壁と、
   前記外壁に設けられた、出入口用開口及び窓用開口とは別個の開口と、
   前記外壁に取り付けられ前記開口を解除可能に閉塞する閉塞部材とを含み、
   前記閉塞部材は、前記開口に嵌合された板体と、前記外壁に取り付けられ前記板体をその下部及び上部において前記開口内に保持する保持手段とを含み、
   前記板体は、該板体が予め定められた所定の大きさの津波荷重を受けて屋内側に撓むとき、前記保持手段による保持作用を脱して前記開口から屋内に脱落する、建物。
4. さらに、内壁と、
   前記内壁に設けられた、出入口用開口及び窓用開口とは別個の開口と、
   前記内壁に取り付けられ前記内壁の開口を解除可能に閉塞する閉塞部材とを備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の建物。

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